Die vorliegende Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung zum Halten und Positionieren eines äußeren Leitrings mit daran fixierten Leitschaufeln während eines Nietprozesses zur Anbringung eines inneren Leitrings an den Leitschaufeln. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Nietvorrichtung, um an den Leitschaufeln, die an einem äußeren Leitring fixiert sind, einen inneren Leitring anzubringen.

In Turbinenanlagen sind in den Verdichter- und Turbinenstufen jeweils Leiträder und Laufräder hintereinander angeordnet. Dabei bilden die Laufräder den bewegten bzw. rotierenden Teil der Turbinenanlage, mit welchen ein strömendes Fluid entweder verdichtet oder entspannt wird. Jedem Laufrad ist eine Leitvorrichtung nachgeordnet, welche die durch die Laufräder erzeugte Strömung definiert weiterleitet. Dabei sind die Leitvorrichtungen und Laufräder abwechselnd hintereinander ge- schaltet.

Eine Leitvorrichtung in einer Turbine besteht dabei aus einem äußeren Leitschaufelring, an dessen Innenseite in Umfangs- richtung eine Vielzahl von Leitschaufeln definiert angeordnet wird. Dieser äußere Leitschaufelring wird in einem sogenannten Leitschaufelträger eingebaut und zusammen mit diesem im Turbinengehäuse montiert. Beispielsweise kann der äußere Leitring in eine entsprechende Nut in der Innenfläche des Leitschaufelträgers eingesetzt werden. Üblicherweise sind auch die radial innen liegenden Enden der Leitschaufeln mit einem dort vorgesehenen inneren Leitring - auch Deckband genannt - verbunden, um den Fluidkanal gegen die Turbinenwelle abzudichten, Spaltverluste zu reduzieren und mehrere Leitschaufeln zur Beeinflussung des Schwingungsverhaltens mecha- nisch zu verbinden. Die Leitschaufeln werden hierbei mit den als Deckbändern ausgebildeten inneren Leitringen vernietet. Die inneren Leitringe bzw. Deckbänder besitzen hierzu entsprechende Bohrungen, in welche die Niete eingebracht werden können. Die Leitschaufeln können auch an ihren stirnseitigen Enden Nietzapfen umfassen, mit denen sie durch die genannten Bohrungen in den inneren Leitringen vernietet werden können. Derartige Leitvorrichtungen, bei denen die Leitschaufeln an einem äußeren Leitring fixiert und an ihrem radial inneren Ende mit einem inneren Leitring bzw. der Deckband vernietet sind, sind beispielsweise aus der DE 10 2008 051 937 B4 bekannt . Um die Leitschaufeln vernünftig und stabil vernieten zu können, muss ein 90°-Winkel zwischen der Nietachse und der Aufsatzfläche des Deckbandes, gegen die die Schaufelstirnseite gesetzt wird, vorgesehen werden. Für das manuelle Vernieten mittels eines pneumatischen Niethammers oder eines Nietstempels muss ferner der äußere Leitring mit den daran fixierten Leitschaufeln im Leitschaufelträger positioniert sein. Alternativ kann das Vernieten in einem sogenannten Dummy erfolgen. Hierbei handelt es sich um einen hälftigen Schmiedering, der eine Nut mit einem Innendurchmesser aufweist, der genau dem Außendurchmesser des äußeren Leitrings entspricht. Die Positionierung im Leitschaufelträger oder Dummy ist erforderlich, weil der Außendurchmesser des äußeren Leitrings eine feste Auflage benötigt. Wenn keine feste Auflage vorhanden ist, besteht die Gefahr, dass die Nietverbindung qualitativ fehlerhaft ausfällt oder sich der äußere Leitring durch eingebrachte Spannungen verkrümmt . Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Haltevorrichtung zu schaffen, mit der das Vernieten der Leitschaufeln mit einem inneren Leitring bzw. Deckband vergleichsweise einfach erfolgen kann. Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die Erfindung eine Haltevorrichtung zum Halten und Positionieren eines äußeren Leitrings mit daran fixierten Leitschaufeln während eines Nietprozesses zur Anbringung eines inneren Leitrings an den Leit- schaufeln, mit einem Gestell, einer an dem Gestell in vertikaler Richtung verstellbar angeordneten Auflageplatte, einer an der Rückseite der Auflageplatte positionierten Stützeinrichtung, die eine rückseitige Anlagefläche für den äußeren Leitring definiert, einem Paar von Auflageelementen, die auf gegenüberliegenden Seiten der Auflageplatte vor der rückseitigen Anlagefläche der Stützeinrichtung angeordnet sind, und einer Fixiereinrichtung, die ausgebildet ist, einen auf der Auflageplatte positionierten äußeren Leitring während eines Nietprozesses an der rückseitigen Anlagefläche der Stützeinrichtung zu halten und insbesondere gegen diese zu drücken.

Die erfindungsgemäß vorgesehene Haltevorrichtung umfasst zunächst zwei Auflageelemente , die der Auflage des äußeren Leitrings außerhalb des Nietvorgangs dienen. Ferner ist eine Fixiereinrichtung vorgesehen, um einen auf den Auflageelementen platzierten äußeren Leitring gegen die rückseitige Anlagefläche der Stützeinrichtung zu drücken und so zu fixieren. Für den Nietvorgang wird die Auflageplatte, die zwischen den Auflageelementen platziert ist, beispielsweise mittels einer hydraulischen oder mechanischen Stellvorrichtung in vertikaler Richtung so weit angehoben, dass sie den äußeren Leitring anhebt, und so während des Nietvorgangs an seiner Unterseite abstützt. Durch die erfindungsgemäße Haltevorrichtung wird somit die Möglichkeit geschaffen, den inneren Leitring einer Leitvorrichtung mit den Leitschaufeln auch außerhalb des Leitschaufelträgers oder eines Dummys auf einer Nietvorrichtung zu vernieten. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Auflageplatte eine Verriegelungseinrichtung zugeordnet ist, um die Auflageplatte in einer vorgegebenen vertikalen Position zu fixieren. Auf eine solche Verriegelungsvorrichtung kann allerdings verzichtet werden, wenn die Stell- einrichtung, über welche die Auflageplatte in vertikaler

Richtung bewegbar ist, derart ausgebildet ist, dass sie die Auflageplatte in einer angehobenen Position während des Nietvorgangs sicher hält. Die Stützeinrichtung kann separat von dem Gestell ortsfest angebracht sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist sie jedoch an dem Gestell fixiert und gegebenenfalls gegen- über dieser einrichtbar, so dass die durch sie definierte rückseitige Anlagefläche eine feste vorgegebene Lage gegenüber dem Gestell einnimmt. Die Stützeinrichtung kann dabei eine Stützwand aufweisen, an welcher die rückseitige Anlagefläche ausgebildet ist.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Auflageelemente als Auflagerollen ausgebildet sind, die um senkrecht zu der rückseitigen Anlagefläche stehende Achsen drehbar sind. Die Ausbildung der Auflageelemente als Auflagerollen hat den Vorteil, dass der äußere Leitring auf den Auflagerollen gedreht und somit die jeweils zu vernietende Leitschaufel exakt in die gewünschte Position gebracht werden kann . Zweckmäßigerweise sind die Auflageelemente parallel und/oder senkrecht zu der rückseitigen Anlagefläche der Stützeinrichtung in horizontaler Richtung verstellbar und in vorgegebenen oder vorgebbaren Positionen fixierbar. Hierzu können die Auf- lageelemente beispielsweise an einer Kreuzschlittenanordnung vorgesehen sein. Durch diese Anordnung ist es möglich, die Auflageelemente so zu platzieren, dass die Achse einer zu vernietenden Leitschaufel exakt unterhalb der vertikalen Pressachse einer Nieteinheit platziert ist. Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Fixiereinrichtung einen Festhalter umfasst, der an dem Gestell senkrecht in Bezug auf die rückseitige Anlagefläche der Stützeinrichtung verstellbar gehalten und ausgebildet ist, um einen auf der Auflageplatte positionierten äußeren Leitring im Erstreckungsbereich der Auflageplatte an der rückseitigen Anlagefläche zu halten und insbesondere gegen diese zu drücken. Der gemäß dieser Ausgestaltung vorgesehene Festhalter dient der Fixierung des äußeren Leitrings während des Nietvorgangs 90° zur Kraftrichtung der Nietung in dem Bereich, in welchem der äußere Leitring auf der Auflageplatte aufliegt. Damit wird der äußere Leitring durch die Auflageplatte an seiner Unterseite abgestützt und zwischen der rückseitigen Anlagefläche und dem Festhalter in demjenigen Bereich, in welchem die Nietkräfte auf den äußeren Leitring einwirken, sicher fixiert, so dass die Nietkräfte optimal in den äußeren Leitring eingeleitet und damit Verformungen bzw. unerwünschte Belastungen des äußeren Leitrings vermieden werden.

Die Fixiereinrichtung kann ferner Halteelemente umfassen, die ausgebildet und positioniert oder positionierbar sind, um einen äußeren Leitring, der auf der Auflageplatte positio- niert ist, an Positionen, die beabstandet von der Auflageplatte sind, an der rückseitigen Auflagefläche der Stützeinrichtung zu halten und insbesondere gegen diese zu drücken. Die Halteelemente sind bevorzugt als Halterollen ausgebildet, die um parallel zu der rückseitigen Anlagefläche verlaufende Achsen drehbar sind. Die Halteelemente bzw. Halterollen dienen der zusätzlichen Führung des Leitrings während des Taktvorgangs zwischen zwei Nietvorgängen und der zusätzlichen Fixierung während des Nietvorgangs. Die Halteelemente sind zweckmäßigerweise gegenüber der rückseitigen Anlagefläche parallel und/oder senkrecht zu dieser verstellbar und in vorgegebenen oder vorgebbaren Positionen fixierbar. Insbesondere können die Halteelemente an der Stützeinrichtung, insbesondere an der Rückwand der Stützeinrichtung, horizontal verstellbar angebracht sein. Durch die Verstellmöglichkeit kön- nen die Halteelemente jeweils entsprechend der Größe des äußeren Leitrings entsprechend positioniert werden.

Schließlich können an der Stützeinrichtung Positionierelemente in horizontaler Richtung verstellbar angebracht sein, um einen auf der Auflageplatte positionierten äußeren Leitring an seinem Außenumfang und/oder an seinem Innenumfang abzustützen und so in seitlicher Richtung zu positionieren. Eine erfindungsgemäße Haltevorrichtung ist in einer Nietvorrichtung einsetzbar, die eine Nieteinheit, insbesondere eine Taumel-Nieteinheit mit einem Presswerkzeug, das oberhalb der Auflageplatte positioniert ist, aufweist. Die Taumel-Nietein- heit ist betätigbar, um das Presswerkzeug vertikal in Richtung der Auflageplatte zu bewegen und so eine Nietverbindung zwischen einer Leitschaufel, die an einem auf der Auflageplatte positionierten äußeren Leitring fixiert ist, und einem inneren Leitring herzustellen.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispiels erörtert. In der Zeichnung zeigt eine Nietvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in schematischer perspektivischer Darstellung, den in Figur 1 mit X gekennzeichneten Bereich in vergrößerter Darstellung, einen äußeren Leitring mit daran gehaltenen Leitschaufeln, und

Figur 4 einen inneren Leitring, der mit den Leitschaufeln der in Figur 3 dargestellten Anordnung vernietbar ist .

In den Figuren 1 und 2 ist eine Nietvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Diese dient dazu, zur Herstellung einer Leitvorrichtung für eine Turbine die Leitschaufeln 1, welche an dem Innenumfang eines äußeren Leitschaufelrings 2 fixiert sind und radial nach innen von diesem abragen - wie dies in Figur 3 gezeigt ist-, an ihren radial innen liegenden Enden mit einem inneren Leitring 3 - auch Deckband genannt - zu verbinden, nämlich zu vernieten. Hierzu besitzt der innere Leitring 3, wie in Figur 4 erkennbar ist, entsprechende Bohrungen 3a, welche von den radial innen lie- genden Enden der Leitschaufeln 3, welche als Nietzapfen la ausgebildet sind, durchgriffen werden.

Die Nietvorrichtung umfasst eine Haltevorrichtung 4 zum Hal- ten und Positionieren des äußeren Leitrings 2 mit den daran fixierten Leitschaufeln 1 während des Nietprozesses zur Anbringung des inneren Leitrings 3 an den Leitschaufeln 1, und eine Taumel-Nieteinheit 5. Die Haltevorrichtung 4 besitzt ein Gestell 6 und eine Auflageplatte 7, die an dem Gestell mit- tels einer nicht näher dargestellten hydraulischen oder mechanischen Stelleinrichtung in vertikaler Richtung verstellbar ist. An der Rückseite des Gestells 6 ist eine Stützeinrichtung 8 montiert. Diese umfasst im Wesentlichen eine Rückwand 8a, die an ihrer Vorderseite eine vertikale Anlagefläche definiert, und mehrere Befestigungsstreben 8b, über welche die Rückwand 8a an dem Gestell 6 abgestützt ist. An der Vorderseite der Rückwand 8b sind auf gegenüberliegenden Seiten der Auflageplatte 2 Auflageelemente in der Form von Auflagerollen 9 vorgesehen, die um senkrecht zu der rückseitigen An- lagefläche der Rückwand 8a stehende Achsen 10 drehbar sind. Die Auflagerollen 9 sind an einem Schlitten IIa montiert und drehbar gehalten, der parallel zu der durch die Rückwand 8a definierten Anlagefläche in horizontaler Richtung verstellbar ist, so dass der Abstand der Auflagerollen 9 von der Auflage- platte 7 veränderbar ist. Die Anordnung ist dabei so getroffen, dass die Auflagerollen 9 in einer abgesenkten Position der Auflageplatte 7 nach oben über diese vorstehen. Die Auflagerollen 9 dienen dazu, einen äußeren Leitring 2 auf der Haltevorrichtung 4 zu platzieren. Durch die Verstellung des Schlittens IIa kann der äußere Leitring 2 seitlich bewegt werden, so dass der tiefste Punkt unmittelbar unterhalb der Taumel-Nieteinheit 2 positioniert ist. Der Schlitten IIa ist wiederum unter Bildung einer Kreuzschlittenanordnung an einem Schlitten IIb montiert, der senkrecht zu der Rückwand 9 ver- stellbar ist.

Die Haltevorrichtung 4 umfasst ferner eine Fixiereinrichtung 12, die ausgebildet ist, einen auf den Auflagerollen 9 oder auf der Auflageplatte 7 positionierten äußeren Leitring 2 an der Anlagefläche der Stützeinrichtung 8, d.h. an der Rückwand 8a zu halten und insbesondere gegen diese zu drücken. Die Fixiereinrichtung 12 umfasst einen Festhalter 13, der an dem Gestell 6 senkrecht in Bezug auf die Anlagefläche der Stützeinrichtung 8 verstellbar gehalten ist. Die Anordnung ist so getroffen, dass der Festhalter 13 zur Fixierung eines auf den Auflagerollen 9 bzw. der Auflageplatte 7 positionierten äußeren Leitrings 2 verfahren werden kann, um den äußeren Leit- ring 2 in seinem unten liegenden Umfangsbereich, in welchem der äußere Leitring 2 mit der Auflageplatte 7 in Kontakt kommt, gegen die Anlagefläche der Rückwand 8a zu drücken.

Ferner umfasst die Fixiereinrichtung 12 Halteelemente 14, die beabstandet von der Auflageplatte 7 an der Rückwand 8a der

Stützeinrichtung 8 fixiert sind, um einen äußeren Leitring 2 an der Rückwand 8a zu halten. Die Halteelemente sind als Halterollen 14 ausgebildet, die um parallel zu der Anlagefläche der Rückwand 8a verlaufende Achsen 15 drehbar sind. Wie in der Zeichnung erkennbar ist, sind die Halterollen 14 an der Rückwand 8a der Stützeinrichtung 8 angebracht und an dieser horizontal verstellbar gehalten. Hierzu sind in der Vorderseite der Rückwand 8a entsprechende Führungsnuten 16 ausgebildet. Schließlich sind an der Rückwand Positionierelemente 17 angebracht, die dazu dienen, einen äußeren Leitring 2 an seinem Außenumfang und/oder an seinem Innenumfang abzustützen und so in seitlicher Richtung zu positionieren. Die Positionierelemente sind als Positionierrollen 17 ausgebildet, die um senkrecht zu der Ebene der Anlagefläche stehende

Achsen 18 drehbar sind. Die Positionierrollen 17 sind über entsprechende Befestigungsarme 19 mit der Rückwand 8a verbunden und dort in horizontalen Führungsnuten 20 bewegbar gehalten, so dass sie entsprechend der Größe des äußeren Leitrings 2 nach innen oder außen verstellt werden können.

Die Taumel-Nieteinheit 5 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel an dem Gestell 6 der Haltevorrichtung 4 montiert. Sie umfasst ein Presswerkzeug, das oberhalb der Aufla- geplatte positioniert ist, wobei die Taumel-Nieteinheit betätigbar ist, um das Presswerkzeug vertikal in Richtung der Auflageplatte 7 zu bewegen und so eine Nietverbindung zwischen einem inneren Leitring 3 und einer Leitschaufel 1, die an einem auf der Auflageplatte 7 positionierten äußeren Leitring 2 fixiert ist, herzustellen.

Im Betrieb wird ein äußerer Leitring 2 mit daran vorgesehenen Leitschaufeln 1 auf den Auflagerollen 9 der Haltevorrichtung 4 positioniert. Anschließend werden die Auflagerollen 9 durch Verstellung der Schlitten IIa, IIb so positioniert, dass die Achse des Nietzapfens einer zu vernietenden Leitschaufel 1 etwa koaxial zu der Verstellachse des Presswerkzeugs liegt. Dabei wird der äußere Leitring 2 durch den Festhalter 13 und die Halteelemente 14 der Fixiereinrichtung 12 gegen die Anlagefläche der Rückwand 8a gedrückt. Des Weiteren werden die Positionierrollen 17 an dem Innenumfang bzw. Außenumfang des äußeren Leitrings 2 positioniert, um diesen in seitlicher Richtung zu stabilisieren. Anschließend wird die Auflage- platte 7 leicht angehoben und in der angehobenen Lage gesichert, so dass der äußere Leitring 2 keinen Kontakt mehr zu den Auflagerollen 9 besitzt und nur noch durch die Auflageplatte 7 selbst abgestützt wird, bevor die Taumel-Nieteinheit 5 betätigt wird, um das Presswerkzeug abzusenken und so die Leitschaufel 1 mit einem aufgesetzten inneren Leitring 3 bzw. Deckband zu vernieten. Nach der Durchführung des Nietvorgangs wird die Auflageplatte 7 abgesenkt, so dass der äußere Leitring 2 wieder auf den Auflagerollen 9 zum Liegen kommt und um eine Taktung gedreht werden kann, um eine weitere Leitschau- fei 1 dem Presswerkzeug der Taumel-Nieteinheit 4 gegenüberliegend zu positionieren. Die Auflagerollen 9, die Halterollen 14 und die Positionierrollen 17 ermöglichen dabei, dass der äußere Leitring 2 nach Lösung des Festhalters 13 leicht gedreht werden kann .

Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele einge- schränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen .